联合支护冒顶事故分析与对策

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1、联合支护冒顶事故分析与对策：该文通过对同煤集团某矿315工作面运输巷锚X梁索联合支护冒顶事故的剖析，提出了预防类似冒顶事故的措施，对煤矿煤巷锚杆支护有一定的借鉴意义。　　关键词：锚X梁索；冒顶事故；分析与对策　　：TD35：B：1009-9166（2011）0014(C)-0196-01　　　　一、概况　　同煤集团某矿主采煤层为3煤，均采用炮采，315工作面煤层平均厚度为1.8—2.4m，倾角120—180，煤层赋存较为稳定。煤层直接顶多为泥质砂岩，平均厚度0.8—1.2米，其基本顶为粉砂岩及中砂岩。矿井于2005年11月引入煤巷锚X梁支护，并逐

2、渐在采区推广使用，在此之前，采区巷道均采用架金属棚进行支护。315工作面运输巷断面设计规格为3.6×3.0m，采用锚X梁索联合支护，其支护材料规格为：　　锚杆：帮顶均采用￠20×2000mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，顶部锚固力70KN，帮部锚固力50KN，间排距600×600mm。　　X：采用8#镀锌铁丝X，X孔为菱形，规格为60mm×60mm。　　梁：采用两根12#钢筋焊制而成的梯形梁，宽度为60mm，其长度与顶部斜宽及两帮高度相适应。　　锚索：￠15mm，24×6000mm的钢绞线，在巷道中间位置呈单直线型布置，间距为5m。　　托盘：用22

3、#U型钢加工而成，长360mm，中间加焊150×150×8mm的钢板提高其强度，预紧力为90KN。　　二、事故分析及对策研究　　2006年7月12日中班，正在回采的315工作面运输巷在H点前15米处发生一起冒顶事故，冒顶区长8.5米，宽5.5米，高2.2—2.8米，冒顶段巷道如图1所示。事故发生时间与该段巷道的施工时间相隔6个月.通过现场的观测，综合分析事故原因如下：　　　　　　（一）地质条件的变化是引起这起事故的主要原因。现场在冒落段A点处发现—落差1.5米的倾向断层，受断裂构造的影响，顶板节理发育，有淋水现象，顶板稳定性较差，因而在锚杆锚固范

4、围内形成不了有效的组合梁，且该段巷道直接顶厚度相对增大，达到2.2—2.8米，超过锚杆锚固段0.2—0.8米，直接顶与老顶发生离层，至使锚杆生根不牢，未能起到有效的悬吊作用，从而造成巷道失稳。现场发现在冒落段巷道及其附近共有三根锚索，其分布位置如图1所示：1#锚索位于断裂构造上盘侧，对下盘岩层不能起到有效的锚固；2#和3#锚索对冒落岩块起到了悬吊加固作用，但是通过近似计算，冒落岩块的总重量为：8×5.5×2.5×1.5×10=1650KN，超过了两根锚索的极限承载强度，导致两根锚索被拉断。对此，在施工前期及施工中应充分重视地质条件的变化，针对不同

5、的地质条件有针对性地调整支护参数，比如增加锚杆长度，缩小锚杆间排距及锚索间距等，以提高顶板的稳定性及支护强度。　　（二）安全监测不完善。锚X梁索支护有很大的隐蔽性，为此必须加强工程质量监测。现行的监测方法一般有：施工前采用顶板光纤窥视仪探查顶板岩性条件、施工后的巷道按一定距离安装顶板离层指示仪、测力锚杆、围岩深部多点位移计等监测顶板下沉量。315运输巷针对顶板的监测，设备缺乏，手段不完善，并未采用顶板光纤窥视仪提前查明顶板岩性条件，也未安装围岩深部多点位移计，同时顶板离层仪数量不足，安设间距过大，达60米，数据监测有很大的局限性，其时效性也滞后，

6、加上仪器本身的局限性，因而未能对巷道的失稳进行有效的分析与预测。　　（三）该矿现行的锚杆支护设计均以工程类比法，因而其合理性缺乏理论上的论证，对不同的地质条件，其适应性相对较差．为此，矿井应根据不同的地质条件进行支护参数的设计，确保从技术层面上消除隐患。　　（四）锚杆支护施工工艺繁琐，人为影响因素多。如锚杆的角度，锚杆孔的深度，锚杆支护的“三径”匹配情况，锚杆预应力与锚固力的大小，托盘与煤壁的紧贴程度等，而每一道工序的施工偏差均对锚杆支护质量有较大的影响，因而提高施工人员素质，消除以上人为因数的影响，对预防顶板事故的发生有积极的意义。　　结语：在

7、发生冒顶事故前，已发现该段巷道吊肚子，表明巷道顶板以发生离层，此时如采取积极的修护措施，如壁后注浆加固，补架棚，补打加长锚杆等，就可避免冒顶事故的发生。这起事故虽未造成人员伤亡，但是砸坏了设备，影响了生产，且事故后的修护增加了施工的难度和危险性。　　单位：同煤集团同发东周窑煤业有限公司　　　　“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”